Silisiumkarbid er et av de hardeste stoffene vi kjenner til. Det brukes som syntetisk slipemiddel og finnes naturlig som moissanitt i meteoritter, men det kan ogs\u00e5 utvinnes.<\/p>\n
SiCs brede b\u00e5ndgap gj\u00f8r det mulig \u00e5 minimere koblingstapene samtidig som det st\u00f8tter h\u00f8yere frekvenser, noe som gj\u00f8r det ideelt for bruk i h\u00f8yspente halvlederkomponenter, som for eksempel omformere i elektriske kj\u00f8ret\u00f8yer.<\/p>\n
Silisiumkarbid, eller SiC, er en ekstremt hard kjemisk forbindelse som best\u00e5r av silisium og karbon, og som forekommer naturlig som den sjeldne edelstenen moissanitt. I over 100 \u00e5r har imidlertid silisiumkarbidpulver og -krystaller blitt masseprodusert for bruk som slipemiddel og for \u00e5 lage keramiske komponenter som brukes i bilbremser og clutcher eller til og med skuddsikre vester. Med sin tette krystallstruktur best\u00e5ende av nanokrystaller er silisiumkarbid b\u00e5de ekstremt hardt, sv\u00e6rt slitesterkt og varmebestandig.<\/p>\n
Moderne produsenter av silisiumkarbid til bruk i slipemidler og metallurgisk industri bruker Acheson-prosessen, der ren silikatsand blandet med finmalt koks plasseres i en elektrisk motstandsovn av murstein og elektrifiseres; elektrisitet g\u00e5r gjennom denne motstandsovnen. Karbon fra koks og silisium fra sand reagerer kjemisk, slik at det dannes SiC i kjernen og karbonmonoksidgass p\u00e5 overflaten. Denne prosessen skjer vanligvis ved sv\u00e6rt h\u00f8ye temperaturer p\u00e5 mellom 1700-2500 grader Celsius. Denne prosessen produserer en solid sylindrisk ingot med lag som varierer fra grafitt p\u00e5 innsiden, via grafenrik SiC av h\u00f8y kvalitet og grov krystallinsk struktur til lavere kvaliteter som b-SiC til bruk i metallbearbeidingsprosesser, samt ureagert materiale p\u00e5 utsiden som kan smeltes om ved behov. SiC kan bli enten svart eller gr\u00f8nt, avhengig av hvilke r\u00e5materialer som ble brukt under bearbeidingen.<\/p>\n
IPS Ceramics tilbyr alle de viktigste typene silisiumkarbid samt et omfattende utvalg av ovnsinnredningsprodukter som kan brukes sammen med dette bemerkelsesverdige materialet. V\u00e5rt team av eksperter p\u00e5 keramikk kan hjelpe deg med \u00e5 velge den SiC-typen som passer best til ditt bruksomr\u00e5de, samtidig som vi tilbyr verkt\u00f8y og maskiner som er n\u00f8dvendige for riktig bruk av slipemedier for \u00e5 produsere de \u00f8nskede sluttproduktene.<\/p>\n
SiC anses generelt som inert uten toksikologiske egenskaper og med lav akutt toksisitet n\u00e5r det h\u00e5ndteres og tilberedes i henhold til standard praksis, selv om langvarig eksponering kan for\u00e5rsake mild hudirritasjon samt endre inhalasjonstuberkulose hos fors\u00f8ksdyr, noe som potensielt kan f\u00f8re til omfattende fibrose og sykdomsutvikling. For mer informasjon, se databladet for humantoksisitet for denne forbindelsen.<\/p>\n
Silisiumkarbid, som vanligvis omtales med det kjemiske symbolet SiC, har mange bruksomr\u00e5der som slipemiddel, keramisk materiale og halvledermateriale. Silisiumkarbid er et av de hardeste materialene som finnes, og fordi det er sterkt og slitesterkt - nest etter diamant n\u00e5r det gjelder strekkfasthet - har det overlegen varme- og kjemisk inertitet selv ved h\u00f8ye temperaturer, noe som gj\u00f8r det til et uunnv\u00e6rlig materiale i industrielle ildfaste materialer.<\/p>\n
Edward Acheson syntetiserte silisiumkarbid p\u00e5 kunstig vis for f\u00f8rste gang i 1891, da han oppdaget sm\u00e5, svarte krystaller i en elektrisk oppvarmet smelte av karbon og aluminiumoksid, og oppkalte prosessen etter seg selv. I dag er dette fortsatt den viktigste metoden for fremstilling av silisiumkarbid, som brukes i slipemidler, metallurgi og ildfaste materialer, i tillegg til at den brukes til \u00e5 produsere naturlige moissanittmineraler.<\/p>\n
I dag produseres silisiumkarbid ved hjelp av innovative prosesser for bruk i ulike spesialapplikasjoner. Reaksjonsbundet SiC (CB) produseres ved \u00e5 blande silisium- og karbonpulver med myknere og forme det til en gjenstand. Deretter brenner man bort overfl\u00f8dig myknere, og til slutt reagerer det videre med gassformig eller flytende silisium for \u00e5 danne ytterligere SiC-partikler. Reaksjonsbundet SiC gir kostnadseffektive, slitesterke belegg samt digler av h\u00f8y kvalitet som brukes til \u00e5 smelte og holde p\u00e5 metaller.<\/p>\n
Kjemisk dampavsetning og enkeltkrystallvekstmetoder for produksjon av silisiumkarbid gir andre varianter. Dette inneb\u00e6rer at silisium og karbon vokser i vakuum eller ved h\u00f8y temperatur til en bolle, p\u00e5 samme m\u00e5te som wafere lages til faststoffelektronikk. N\u00e5r denne bouleen er ferdig, kan den dopes med nitrogen eller fosfor for \u00e5 produsere en halvleder av n-typen, eller med beryllium, bor eller aluminium for \u00e5 produsere halvledere av p-typen.<\/p>\n
Silisiumkarbid kan deles inn i flere kategorier avhengig av kornst\u00f8rrelse, bindemiddelsammensetning, renhetsgrad og tetthet, partikkelform eller hvordan det er sintret. Slipende silisiumkarbid kan blandes med andre forbindelser og males til granulat for industrielle ildfaste materialer, og granulatet brukes deretter i sement, murstein og digler som erstatning for sement. Ildfaste materialer skiller seg fra hverandre basert p\u00e5 hvor n\u00f8yaktig formuleringen ble blandet og deres evne til \u00e5 motst\u00e5 h\u00f8ye temperaturer og kjemiske p\u00e5kjenninger - hvert bruksomr\u00e5de krever sin egen kvalitetsvurdering av kvaliteten!<\/p>\n
Silisiumkarbid har mange bruksomr\u00e5der; det er et inert materiale med utmerket varmeledningsevne, en elektrisk isolator og har en regnbuelignende glans p\u00e5 grunn av passiveringslaget av silisiumdioksid som dannes p\u00e5 overflaten. I tillegg er det sv\u00e6rt motstandsdyktig mot mange organiske og uorganiske syrer, baser og salter, med unntak av flussyre, som potensielt kan for\u00e5rsake korrosjonsproblemer.<\/p>\n
SiC er et attraktivt halvledermateriale for bruk i kraftelektronikk p\u00e5 grunn av det brede b\u00e5ndgapet og fordelene i forhold til silisiumhalvledere, som h\u00f8yere spenningstoleranse, raskere driftshastighet og reduserte koblingstap. En enkelt krystall av SiC kan deponeres som en tetraedrisk formasjon med prim\u00e6re koordinasjonstetraedre best\u00e5ende av fire karbon- og fire silisiumatomer som er knyttet sammen i hj\u00f8rnene og stablet i polare strukturer.<\/p>\n
Rent silisiumkarbid kan fremstilles ved hjelp av Lely-prosessen, der pulverisert SiC sublimeres til h\u00f8ytemperaturarter som silisium, karbon, silisiumdikarbid og disilisiumkarbid ved 2500 grader C i en argongassatmosf\u00e6re. Kubiske silisiumkarbidkrystaller kan deretter dyrkes ved hjelp av kjemisk dampavsetning med silan, hydrogen og nitrogen som forl\u00f8pere for \u00e5 produsere enkeltkrystaller p\u00e5 opptil 2 cm i st\u00f8rrelse ved hjelp av CVD-vekstprosesser som kjemisk dampavsetning.<\/p>\n
Silisiumkarbidets motstand mot slitasje er en annen viktig egenskap. Denne egenskapen gj\u00f8r at det ofte brukes som slipemateriale i maskinerings- og slipeprosesser, samt i lapidariske applikasjoner som involverer polering av fiberoptiske tr\u00e5der f\u00f8r skj\u00f8ting. Videre brukes det ofte i smykker av silisiumkarbid.<\/p>\n
Siden silisiumkarbid er et av de to hardeste materialene p\u00e5 jorden, kan det v\u00e6re ekstremt utfordrende \u00e5 maskinbearbeide deler av sintret silisiumkarbid med de presisjonsm\u00e5lene som kreves for sintrede silisiumkarbidprodukter. Sintret silisiumkarbid m\u00e5 best\u00e5 en rekke strenge tester og inspeksjoner for \u00e5 oppfylle visse krav til mekaniske egenskaper; eksponering ved inn\u00e5nding kan til og med f\u00f8re til lungeskader hos mennesker, inkludert fibrose.<\/p>\n
Silisiumkarbid er et av verdens hardeste stoffer og m\u00e5 kappes med diamantbestykkede blader for \u00e5 kunne skj\u00e6res. Til tross for denne vanskeligheten kan silisiumkarbid komme til \u00e5 endre bransjer som omsetter for flere milliarder dollar. For eksempel kan vekselrettere og ladere til elektriske biler med silisiumkarbid fungere ved h\u00f8yere temperaturer enn tilsvarende silisiumprodukter, samtidig som bryterne kan v\u00e6re halvparten s\u00e5 store, noe som f\u00f8rer til vektreduksjon, kostnadsreduksjon, redusert kompleksitet og lengre batterilevetid sammenlignet med standard silisiumprodukter.<\/p>\n
Etter hvert som stadig flere g\u00e5r over til elbiler, vil ettersp\u00f8rselen etter kraftelektronikk av silisiumkarbid \u00f8ke eksponentielt. Denne raske ekspansjonen drives av store, billige wafere som produseres ved spesialiserte anlegg med sofistikert utstyr som muliggj\u00f8r krystallvekst i vakuummilj\u00f8er. Disse waferne kan deretter brukes til \u00e5 produsere krafthalvledere og andre enheter.<\/p>\n
Krafthalvledere utgj\u00f8r hoveddelen av det globale markedet for silisiumkarbid og brukes i en rekke bruksomr\u00e5der, fra elektriske kj\u00f8ret\u00f8y og vindturbiner til smarttelefoner og datamaskiner. I tillegg har denne teknologien nylig f\u00e5tt stor utbredelse innen olje- og gassindustrien som et middel til \u00e5 forbedre sikkerheten og effektiviteten.<\/p>\n
Produsenter investerer i produksjonskapasitet for \u00e5 m\u00f8te den \u00f8kende ettersp\u00f8rselen etter silisiumkarbidkomponenter, slik som SK Siltron i Bay City, Michigan, tilbyr for \u00e5 m\u00f8te dette behovet for SiC-wafere av h\u00f8y kvalitet, finansiert gjennom et l\u00e5n fra Department of Energy (DOE).<\/p>\n
Andre produsenter svarer p\u00e5 den \u00f8kende ettersp\u00f8rselen ved \u00e5 g\u00e5 inn i fremvoksende markeder. Kinas halvlederindustri for silisiumkarbid og galliumnitrid opplever en rask ekspansjon takket v\u00e6re en kraftig \u00f8kning i ettersp\u00f8rselen etter krafthalvledere fra elbiler og industrielle applikasjoner.<\/p>\n
Silisiumkarbid har lenge v\u00e6rt anerkjent for sine ildfaste og slipende egenskaper samt sin evne til \u00e5 fungere under t\u00f8ffe forhold, noe som gj\u00f8r det ideelt for robotteknologi, produksjonsanlegg, motordrifter og skj\u00e6reverkt\u00f8y og slipeskiver som krever styrke og slitestyrke. Industrielle bruksomr\u00e5der utgj\u00f8r i dag et av de st\u00f8rste markedene for silisiumkarbid.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Silicon carbide is one of the hardest known substances, used as a synthetic abrasive and found naturally as moissanite in meteorites; it can also be mined. SiC’s wide bandgap properties allow it to minimize switching losses while supporting higher frequencies, making it ideal for use in high voltage power semiconductor devices like inverters in electric […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"site-sidebar-layout":"default","site-content-layout":"","ast-site-content-layout":"","site-content-style":"default","site-sidebar-style":"default","ast-global-header-display":"","ast-banner-title-visibility":"","ast-main-header-display":"","ast-hfb-above-header-display":"","ast-hfb-below-header-display":"","ast-hfb-mobile-header-display":"","site-post-title":"","ast-breadcrumbs-content":"","ast-featured-img":"","footer-sml-layout":"","theme-transparent-header-meta":"","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"default","ast-page-background-enabled":"default","ast-page-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-4)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"ast-content-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"footnotes":""},"categories":[64],"tags":[],"class_list":["post-550","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-knowledge"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/550","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=550"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/550\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":551,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/550\/revisions\/551"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=550"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=550"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=550"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}